Курсовая работа: Цифровой тахометр

( 2 )

При обработке данных использовать данное значение неудобно, поэтому для того чтобы довести это значение до величины 10мВ напряжение на вход АЦП подается через усилитель постоянного тока с коэффициентом передачи равным:

( 3 )

Точное значение коэффициента передачи устанавливается при помощи построечного резистора R15 в цепи обратной связи.

Коэффициент передачи инвертирующего операционного устройства определяется следующим образом:

( 4 )

Из формулы ( 4 ) видно, что изменения коэффициента передачи может быть осуществлено изменением сопротивления в цепи обратной связи. Его, легко изменять параллельным подключением различного числа резисторов в цепи обратной связи.

Подключение и отключение резисторов осуществляется, ключами DD2.1- DD2.3. Управление состоянием ключа (открыт, закрыт), осуществляется уровнем напряжения на выходе регистра DD1. При высоком уровне напряжения на одном из выходов регистра отпирается ключ, подключенный к этому выводу. Данные в регистр заносятся микропроцессором, командой вывода в порт по адресу 01h. Таким образом, значения коэффициента передачи будет определятся выражением:

( 5 )

Так как в разрабатываемом вольтметре необходимы следующие значения коэффициента передачи 1, то принимая значения R₀ = 90 кОм по формуле (5) получим следующие значения номиналов резисторов:

R₁ = 1 МОм.

Информация об измеряемой частоте (значение) отображается на четырех индикаторах (HG1, HG2, HG3 и HG4). Для хранения отображаемых данных до поступления новых используются два регистра КР1533ИР27 (DD17 и DD18). Процесс записи данных в регистры КР1533ИР27 стробируется сигналами M/IO и WR, подаваемые на входы PE и C. В разряды с нулевого по двенадцатый регистров DD17 и DD18 в двоично-десятичном коде микропроцессором записывается значение измеренного напряжения. Эти данные с выходов регистров поступают на дешифраторы двоично-десятичного кода в семисегментный.

Индикаторы HG1 - HG4 подключаются к выводам микросхем через ограничительные резисторы. Номинал резисторов рассчитываются из выражения:

( 6 )

где U_cc – напряжения источника питания;

U_пр – напряжение на светодиоде матричного индикатора;

U⁰ _вых – напряжение логического нуля на выходе ИМС;

I – ток протекающий через светодиод матричного индикатора.

3.2 Описание работы тахометра

После включения питания микропроцессор считывает поступающие импульсы, устанавливая на выходах логические уровни. В регистр DD1 записывается соответствующее значение. И на вход АЦП поступает некоторое количество импульсов. После окончания преобразования импульсов в код, данные из АЦП по шине данных поступают в микропроцессор, где они преобразуются из двоичного кода в двоично-десятичный. Полученный код МП записывает в регистры DD17 и DD18.

Значение измеренной частоты после преобразование в семисегментный код дешифраторами DD20 - DD22 отображается на индикаторах HG1-HG4.

4. Проектирования программного обеспечения

4.1 Разработка схемы алгоритма работы системы и программы

С точки зрения программиста разработанный цифровой тахометр, который состоит из программно доступных регистров микропроцессора и двух портов: порт АЦП и порт индикатора. И вся работа системы заключается в вводе данных из АЦП и их обработка (перевод в двоично-десятичный код), и выводе данных на индикатор.

Прежде чем приступить к разработке программы выполняющей перечисленные действия необходимо определить форматы данных вводимых и выводимых в порты.

4.2 Описание алгоритма работы системы и программы

Разработанный алгоритм работы системы представлен на чертеже БГУИ.ХХХХХХ.002.

Рисунок 3 – Размещение программы в адресном пространстве микропроцессорной системы

При включении тахометра выполняет начальные установки режимов работы и регистров, ждет прерывания от таймера и сигнального входа. Установки портов - индикатор погашен. Обнуляет счетчик оборотов и таймер 1 секунда. Снимает показания счетчика оборотов. Увеличивается содержимое таймера на 1, следит за реальным временем и записывает результат в буфер индикации. Производит счет входных импульсов + нормировку для обеспечения показаний в оборотах/мин, счет ведется в двоично-десятичном коде, обнуление счетчика при включении и по таймеру после считывания результата.

Заключение

Входе выполнения курсовой работы был разработан цифровой тахметр с автоматическим выбором диапазона измеряемого напряжения.

В пояснительной записке проработаны вопросы соотношения аппаратных и программных средств разрабатываемой системы, разработана и описана структурная и принципиальная схема устройства. Бес внимания не остались вопросы разработки программного обеспечения. В курсовой работе разработан и описан алгоритм функционирования цифрового тахометра. По разработанному алгоритму составлена программа.

Конечным результатом проведенной работы, явилась структурная и принципиальная схема цифрового тахометра, а также алгоритм функционирования системы и листинг программы.

Литература